機械裝備構件的輕量化和可靠性分析是機械裝備設計和制造永恒的主題之一，對于汽車行業來說，輕量化意味著節能環保，高可靠性意味著更高的安全性能;而對航空航天和國防軍事裝備構件來說，解決輕量化和高可靠性的問題更是迫在眉睫。機械裝備構件的輕量化不僅對節約成本、節能減排等方面有重要作用，而且對機械裝備構件設計和制造技術進步有著重要的意義。本項目針對機械裝備在加工過程中，主軸端出現較大變形以及機床在快速移動過程中立柱出現較大振動的現象進行分析研究，并對機床的結構和進給系統進行優化分析，使得機床主軸末端在加工過程中的變形量不超過0.01mm;將機床的一階共振頻率提高約30%，同時使得機床的重量下降約10%。

　　1、機床的立柱采用鋼板焊接件代替以往的鑄件;

　　2、提出了基于熱—力耦合的動態建模方法、動態分析方法及多目標優化設計方法;

　　3、建立了加工中心關于精度成本和可靠性的數學模型，并運用改進的NSGA-II遺傳算法對優化問題進行計算求解。

　　4、通過能量密度法對主軸箱和立柱的材料進行合理分配，增加截面的慣性矩，提高結構的承載能力;

　　5、比傳統的設計方法節省材料約10%;

　　6、機床主軸端的變形量比初始模型減小約35%。

　　這些技術已經應用于準鏡面磨具加工中心、大型軸承磨床、超精密大尺寸光學玻璃平面磨床等機械裝備中，同時也在航空航天、船舶與海洋工程、大型冶金機械、能源設備和汽車等裝備制造業領域擁有廣泛的應用前景，尤其對復雜零部件的加工質量起著至關重要的作用。

　　合作方式：面議

　　聯系單位：上海理工大學

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